Ключевые технологии и приемы использования щитовых проходческих комплексов при сооружении туннелей

В декабре 1987 года Шанхайский судостроительный завод изготовил первый в Китае щит с грунтопригрузом диаметром 35 м (рис. 1-39), который был успешно использован Шанхайской туннельной компанией с января по сентябрь 1988 года в проекте строительства кабельного туннеля для перехода через Южный вокзал Шанхая, пересекая слой алеврита на дне реки Хуанпу с длиной скважины 583 м. Он заполнил пробел в производстве щитов с грунтопригрузом в Китае. В начале 1980-х годов технология в целом достигла передового международного уровня, а в 1990 году получила Диплом первой степени Национальной премии за научно-технический прогресс.

Рис. 1-38. Режущий проходческий щит (1986 г.)

Рис. 1-39 Проходческий щит с грунтопригрузом ? 35 м, изготовленный Шанхайским судостроительным заводом (1987 г.)

После самостоятельной разработки проходческого щита с гидропригрузом диаметром 35 м и его успешного применения в кабельном туннеле Южного вокзала Шанхая и кабельном туннеле станции Фучжоу, в 1988 году Шанхай самостоятельно разработал новое поколение проходческого щита с гидропригрузом с самым большим диаметром в Китае на тот момент, 64 м (рис. 1-40). Все оборудование для щитов полностью локализовано, а более передовые технологии обработки, сварки, сборки и другие технологии подтверждают факт выхода шанхайской технологии производства щитов на новый уровень.

Рис. 1-40. Шанхайский собственный 64-метровый проходческий щит с гидропригрузом (1988 г.)

Данная машина используется в строительстве туннелей с высокой скоростью строительства и высоким инженерным качеством, что отвечает соответствующим национальным нормам и стандартам. 27 сентября 1990 года Шанхайская научно-техническая комиссия провела совещание по технической оценке в сравнении с международными показателями. Результаты проверки показали, что технические и экономические показатели проектирования, производства и строительства щита достигли передового уровня иностранной аналогичной продукции. Основные технические параметры щита: внешний диаметр 5640 мм, внутренний диаметр хвостовой части щита 5560 мм, зазор в хвосте щита 30 мм, длина основной рамы 6921 мм (плюс винтовой конвейер 9500 мм), общая тяга 35 280 кН, скорость вращения лопастей w~0.74 об/мин, крутящий момент 3600 кН•м (максимальный), 2870 кН•м (номинальный).

Проходческий щит с грунтопригрузом длиной 64 м был использован для дренажного туннеля теплоэлектростанции Wujing в Шанхае. Туннель был облицован собранным железобетонным тюбингом с внешним диаметром 5 м и внутренним диаметром 84 м. Когда туннель достиг своего конца, внутреннее оборудование щита было удалено, а оболочка щита осталась в туннеле, с шестью стояками, установленными примерно в 35 м от конца. Водосброс расположен в 60 м выше по течению от Паньцзяган в Пудонге, а дренажный водосброс построен методом вертикального подъема.

Проходческий щит с грунтопригрузом диаметром 64 м, разработанный в Шанхае, является новым типом щита, разработанным на основе 20-летнего опыта проектирования, производства и строительства щитов в соответствии с международной тенденцией развития щитов, а также является самым большим проходческим щитом с подачей воды в Китае на тот момент. Общая конструкция щита практична, конструкция рабочего органа нова, обладает высокой способностью резать твердый грунт, шнековый конвейер имеет хорошую производительность разгрузки бурового глинистой воды и использует функцию саморегулирования и предварительную регулировку давления на грунт для стабильной и надежной работы.

В щите используется упрощенный процесс разбивки на несколько блоков для изготовления и сборки на месте, что снижает стоимость строительства и сокращает цикл обработки. Оболочка щита изготавливается с помощью процесса полукруглого формования на каркасе шины без необходимости металлообработки, и ее точность соответствует требованиям конструкции. Щит был использован в дренажном туннеле для 6-й фазы расширения тепловой электростанции «Вуцзин». 655 м туннеля было проложено во время строительства, включая 326 м темно-зеленого субглинистого слоя твердой почвы, который показал хорошую проходку, хороший баланс давления почвы и минимальное нарушение окружающих слоев почвы, эффективно контролируя оседание грунта и защищая прилегающий угольный терминал от ударов.

В 1990 году была начата прокладка всей 1-й линии Шанхайского метрополитена, и для туннеля с интервалом 18 км было использовано семь сбалансированных щитовых конструкций диаметром 34 м (рис. 1-41), которые были изготовлены совместно FCB, Шанхайской туннельной компанией, Шанхайским институтом проектирования туннелей и судостроительным заводом Худун. Каждый щит бурится на протяжении 200 м в месяц, а осадка грунта контролируется в пределах от + 1 до – 3 см.